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固體太陽能供熱系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510450150.7

申請日:

2015.07.28

公開號:

CN105066473A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):F24J 2/24申請公布日:20151118|||實質審查的生效IPC(主分類):F24J 2/24申請日:20150728|||公開
IPC分類號: F24J2/24; F24J2/48 主分類號: F24J2/24
申請人: 吳剛
發明人: 吳剛
地址: 315040浙江省寧波市高新區翡翠灣2號樓1705室
優先權:
專利代理機構: 寧波誠源專利事務所有限公司33102 代理人: 方聞俊; 徐芙姍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510450150.7

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.03.27|||2015.12.16|||2015.11.18

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

固體太陽能供熱系統,包括集熱板以及圍繞集熱板周邊的集熱水管,其特征在于:所述集熱板包括位于頂部的透光玻璃層,位于透光玻璃層下方的吸熱層,以及位于吸熱層下方的導熱涂層,所述導熱涂層將吸熱層吸收的太陽光熱導至其周邊,并且所述導熱涂層與所述集熱水管固定連接接觸。該固體太陽能供熱系統,不但結構簡單,效率高,成本低,而且集熱效率好,能夠有效利用太陽能的熱能進行供熱,為熱能利用裝置供熱。

權利要求書

1.固體太陽能供熱系統,包括集熱板(1)以及圍繞集熱板(1)周邊的集熱水管
(2),其特征在于:所述集熱板(1)包括位于頂部的透光玻璃層(11),位于透光玻
璃層(11)下方的吸熱層(12),以及位于吸熱層(12)下方的導熱涂層(13),所述
導熱涂層(13)將吸熱層(12)吸收的太陽光熱導至其周邊,并且所述導熱涂層(13)
與所述集熱水管(2)固定連接接觸。
2.如權利要求1所述的固體太陽能供熱系統,其特征在于:所述導熱涂層(13)的
下方具有保溫材料層(14)。
3.如權利要求1或2所述的固體太陽能供熱系統,其特征在于:所述導熱涂層(13)
為石墨烯材料。
4.如權利要求3所述的固體太陽能供熱系統,其特征在于:所述集熱水管(2)圍
繞所述集熱板(1)并且具有兩個端部,所述兩個端部通過一連接件(4)連接至水管(3),
所述水管(3)包括位于外側的硬質管壁(31)以及位于硬質管壁(31)內的兩根軟管
(32),所述兩根軟管(32)分別通過連接件(4)連通至集熱水管(2)的兩端。
5.如權利要求4所述的固體太陽能供熱系統,其特征在于:所述軟管(32)在其內
的水不流動或者沒有水時收縮成內徑較小的狀態,當水通過流動時,能膨脹成內徑較大
的狀態。
6.如權利要求3所述的固體太陽能供熱系統,其特征在于:所述集熱水管(2)圍
繞所述集熱板(1)并且具有兩個端部,并且所述兩個端部分別為進水端(21)和出水
端(22),所述進水端(21)和出水端(22)分別連通至水管(3)。

說明書

固體太陽能供熱系統

技術領域

本發明涉及一種供熱系統,特別是涉及一種太陽能供熱系統。

背景技術

太陽能既是一次能源,又是可再生能源。它資源豐富,既可免費使用,又無需運
輸,對環境無任何污染。在太陽能的熱利用中,關鍵是將太陽的輻射能轉換為熱能。
由于太陽能比較分散,必須設法把它集中起來。

太陽能熱水器是一種集中太陽的輻射能的重要裝置,能夠將分散的太陽能集中后,
將其轉化為熱能。

通常的太陽能熱水器,包括集熱器,所述的集熱器包括外管和集熱內管,所述的集
熱內管設置在所述的外管中,兩者之間是真空的。

因此,如何提高集熱內管的集熱效果,是提高太陽能熱水器效率的關鍵所在。

為了提高太陽能集熱器的效率,唯一有效的辦法是在保持最大限度地采集太陽能
的同時,許多專利為了盡可能減小其對流和輻射熱損,對所采用集熱器的集熱板材料進
行了大量的工作,但是,大部分均采用了涂層的方法,從非選擇性的普通黑漆到選擇性
的硫化鉛、金屬氧化物涂料,從黑鎳、黑鉻到鋁陽極化涂層等。

目前我國平板集熱板吸收表面主要采用鈦氮氧化物吸熱涂層和銅條帶上黑鉻選擇
性涂層。在中國發明專利說明書CN101250688A中公開了一種太陽能選擇性吸收涂層及
其制備方法,該吸收層包括吸收層和減反射層,吸收層由濺射沉積在基體上的TiN層、
濺射沉積在TiN層上的TiO層以及濺射沉積在TiO層上的TiO2層構成,減反射層位濺射沉
積在TiO2上的SiO2層。現有鈦氮氧化物吸熱涂層材料為目前最好的吸熱材料,其吸收率
高達96%,反射率約0.2%左右,但是該涂層的制備方法為磁控濺射工藝,設備投資大,
質量難控制,因此成本較高且不利于低碳環保。

而中國發明專利說明書CN101864582A則公開了一種鋁基大面積電鍍黑鉻太陽能
集熱板的制備方法。該發明的制備方法是利用三價鉻電鍍黑鉻工藝在大面積鋁板上制備
高效的太陽能吸熱涂層。雖然黑鉻涂層材料也是較好的吸熱材料,其吸收率約91%左右,
反射率則高達5%,吸收發射比(α/ε)接近于6~13,但是該種材料通常采用電化學鍍方
法制備,電鍍液鍍液配置復雜,生產成本高且對環境有污染。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種集熱效率高、并且轉換效率高、成本低的固
態太陽能供熱系統。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:固體太陽能供熱系統,包括集熱板
以及圍繞集熱板周邊的集熱水管,其特征在于:所述集熱板包括位于頂部的透光玻璃層,
位于透光玻璃層下方的吸熱層,以及位于吸熱層下方的導熱涂層,所述導熱涂層將吸熱
層吸收的太陽光熱導至其周邊,并且所述導熱涂層與所述集熱水管固定連接接觸。

為了使所述太陽能供熱系統具有更好的熱能轉換效率,所述導熱涂層的下方具有保
溫材料層。

優選地,所述導熱涂層為石墨烯材料。

為了防止該太陽能供熱系統能夠正常在低溫室外運作,所述集熱水管圍繞所述集熱
板并且具有兩個端部,所述兩個端部通過一連接件連接至水管,所述水管包括位于外側
的硬質管壁以及位于硬質管壁內的兩根軟管,所述兩根軟管分別通過連接件連通至集熱
水管的兩端。

優選地,所述軟管在其內的水不流動或者沒有水時收縮成內徑較小的狀態,當水通
過流動時,能膨脹成內徑較大的狀態。

作為本發明的另一實施例,所述集熱水管圍繞所述集熱板并且具有兩個端部,并且
所述兩個端部分別為進水端和出水端,所述進水端和出水端分別連通至水管,所述集熱
水管與水管均包括位于外側的硬質管壁以及位于硬質管壁內的兩根軟管。

與現有技術相比,本發明的優點在于該固體太陽能供熱系統,不但結構簡單,效率
高,成本低,而且集熱效率好,能夠有效利用太陽能的熱能進行供熱,為熱能利用裝置
供熱。

附圖說明

圖1為本發明實施例的固體太陽能供熱系統的示意圖。

圖2為本發明實施例的固體太陽能供熱系統的截面示意圖。

圖3為本發明實施例的固體太陽能供熱系統的水管的截面圖(水管中水流停止流動
狀態)。

圖4為本發明實施例的固體太陽能供熱系統的水管的截面圖(水管中水流流動狀
態)。

圖5為本發明另一實施例的固體太陽能供熱系統的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

如圖1-4所示,本發明實施例的固體太陽能供熱系統,包括集熱板1,以及包圍集熱
板1的周邊一圈的集熱水管2,以及與集熱水管2連接的水管3。

如圖2所示,該集熱板1包括位于上方的透光玻璃層11,一般為專用的鋼化玻璃,位
于透光玻璃層11下方的吸熱層12,該吸熱層12可以為銅、鋁合金、銅鋁復合、不銹鋼、
鍍鋅鋼、塑料、橡膠等,并且吸熱層12上可以覆蓋涂有吸熱涂層,所述吸熱層12的下方
為導熱層13,該導熱層13為石墨烯材料,具有定向導熱的功能,該導熱層13的下方為保
溫材料層14,例如酚醛泡沫等保溫材料,由于保溫材料層14的存在,導熱層13將吸熱層
產生的熱量導至導熱層13的周邊,集熱板1周邊的集熱水管2與該導熱層13固定連接接
觸,該集熱水管2圍繞集熱板1一周,因此包括兩個端部,一個端部為進水端21,另一端
部為出水端22,該進水端21和出水端22分別連通至外界的水管。優選地,該實施例中,
該進水端21和出水端22均連通至一連接件4,并通過該連接件4連接至水管3。上述透光
玻璃層11、吸熱層12和導熱層13以及保溫材料層14相互固定連接在一起。

水管3,如圖3、4所示,包括位于外側的硬質管壁31,硬質管壁31內中空,所述硬
質管壁31內設有兩條并列延伸的軟管32,由于軟管32位于硬質管壁31內,軟管32具有一
定的彈性,并且在水管內不通水時或水流停止流動水管內的水較少時,該軟管32具有一
定彈性收縮形成內徑較小的軟管,如圖3所示,當水在水管內流動時,軟管32便被水沖
開內徑膨脹變大,如圖4所示。因此,在冬天即使水管位于室外,水在不流動時被凍住
或者部分凍住,熱水流過時,軟管32可以進行一定的膨脹,水管不會因應力不均而破裂。
水管3內的兩根軟管32分別連通至集熱水管2的兩端,并且其中一根為冷水管,即將外界
冷水輸送至集熱板1,另一根為熱水管,將集熱板1收集的熱量加熱后的水送至其他熱能
利用系統,如熱水器等。

也可以是該集熱水管2的結構與水管3的結構相同,即為普通的水管結構,僅僅是一
根管的結構,如圖5所示,集熱水管2與水管3之間不需要連接件連接,水管3具有并排的
兩根,分別連接至集熱水管2的兩端,兩根水管3中的一根連接至熱水利用系統另一根連
接至外界的冷水管。

優選地,所述軟管32的材料為橡膠材料,特別可以是醫用橡膠材料,不但彈性好,
而且無毒無害。

該固體太陽能供熱系統,不但結構簡單,效率高,成本低,而且集熱效率好,能夠
有效利用太陽能的熱能進行供熱,為熱能利用裝置供熱。

盡管以上詳細地描述了本發明的優選實施例,但是應該清楚地理解,對于本領域的
技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內所作的任
何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

關 鍵 詞:
固體 太陽能 供熱 系統
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